Platina na pravem mestu: »elektronska avtocesta« do učinkovite fotokatalize
Raziskovalci Laboratorija za katalizatorje Kemijskega inštituta so skupaj s sodelavci s Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Mariboru ter Tehniške univerze na Dunaju pokazali, da pri razvoju naprednih fotokatalizatorjev ni pomembno le, iz katerih materialov so narejeni, temveč tudi, kako so ti materiali razporejeni. Njihova raziskava, objavljena v reviji Materials Today Catalysis, razkriva, da natančna lega platinastih nanodelcev odločilno vpliva na učinkovitost fotokatalizatorjev.
Fotokatalizatorji izkoriščajo svetlobo za sprožanje kemijskih reakcij, med drugim za odstranjevanje organskih onesnaževal iz vode. Eden največjih izzivov pri njihovem delovanju je, da se del absorbirane svetlobne energije izgubi, še preden lahko sodeluje pri kemijski reakciji. Zato raziskovalci razvijajo materiale, ki omogočajo učinkovitejši prenos električnega naboja in s tem boljši izkoristek svetlobe.
V raziskavi so preučevali heterospoj dveh materialov, grafitnega ogljikovega nitrida in titanovega dioksida, ter ugotovili, da sama prisotnost platine še ne zagotavlja boljšega delovanja. Ključno je, na katerem delu materiala se platinasti nanodelci nahajajo. Ko so bili nanodelci pretežno razporejeni na titanovem dioksidu, so omogočili hitrejši in učinkovitejši prenos elektronov, raziskovalci pa ta pojav primerjajo z »elektronsko avtocesto«. Če so bili nanodelci večinoma na grafitnem ogljikovem nitridu, je bil prenos nabojev manj učinkovit.
Razlike so se jasno pokazale tudi pri praktičnem preizkusu odstranjevanja bisfenola A (BPA), pogostega organskega onesnaževala, iz vode pod vplivom svetlobne svetlobe. Fotokatalizatorji z optimalno razporeditvijo platinastih nanodelcev so bili pri razgradnji BPA bistveno uspešnejši.
Raziskava kaže, da je za razvoj učinkovitejših fotokatalizatorjev pomembno izbrati prave materiale ter hkrati natančno nadzorovati njihovo razporeditev. Takšen pristop odpira nove možnosti za razvoj naprednih materialov za čiščenje vode in druge okoljske ter energetske tehnologije.
Članek:
Roškarič, M.; Žerjav, G.; Finšgar, M.; Maqbool, Q.; Stöger-Pollach, M.; Rupprechter, G.; Pintar, A. Site-selective Pt localisation controls interfacial charge transfer in g-C3N4/TiO2 heterojunctions. Materials Today Catalysis, 2026, 100149.
https://doi.org/10.1016/j.mtcata.2026.100149
Kontakt: Gregor Žerjav (gregor.zerjav@ki.si)